TÓM TẮT ĐỒ ÁN “Thực nghiệm khả năng tạo hình ống bằng phương pháp lỗ lệch tâm” Mục tiêu đặt ra của đề tài nhằm thực nghiệm uốn ống với nhiều thông số khác nhau bằng phương pháp lỗ lệch t
GIỚI THIỆU
Tính cấp thiết của đề tài
Ống là một sản phẩm được dùng phổ biến với các hình dáng đa dạng và được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hiện nay của chúng ta Các sản phẩm ống được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, từ những chi tiết đơn giản như cổng, cửa sổ, bàn, ghế,…đến các hệ thống lớn như ống dẫn khí, dẫn hóa chất,…
Trên thế giới, ống được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực như các nhà máy công nghiệp, các công trình xây dựng, trang trí nội thất, đa dạng về chủng loại và cơ tính Vì thế, việc tạo ra máy uốn ống giúp định hình phù hợp với nhu cầu công việc là vô cùng quan trọng
Trên thị trường Việt Nam cũng đã xuất hiện nhiều loại máy khác nhau, đa số là sản phẩm được nhập khẩu từ nước ngoài nên giá thành còn rất cao Nhu cầu của khách hàng lại đa dạng nên việc chế tạo được máy uốn ống hexapod ở trong nước sẽ giúp cho sử dụng sản phẩm được tăng mạnh không chỉ trong nước mà cả ngoài nước, đồng thời tăng vị thế cạnh tranh của thị trường nước ngoài trong lĩnh vực công nghiệp.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Trong xu thế công nghiệp hóa - hiện đại hóa của thế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển mạnh mẽ Việt Nam ta là nước đang phát triển nên những nghành đi đầu như công nghiệp cần ứng dụng những sáng tạo khoa học kỹ thuật và cơ sở hạ tầng để góp phần nâng cao năng suất lao động, thay thế dần sức lao động của con người Các sản phẩm ống được dùng phổ biến với các kiểu dáng đa dạng và được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hiện nay của chúng ta, trong nhiều lĩnh vực, từ những chi tiết đơn giản như cổng, cửa sổ, bàn, ghế,…đến các hệ thống lớn như ống dẫn khí, dẫn hóa chất,…
Hiện nay trên thế giới, máy uốn ống được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và trong xây dựng trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại ống khác nhau có đường kính cũng như vật liệu làm ống rất đa dạng Việc chế tạo máy uốn phù hợp với nhu cầu rất cần thiết Trên thế giới đã có nhiều loại máy uốn khác nhau, từ thủ công, bán tự động cho đến tự động NC và CNC với các bán kính khác nhau rất đa dạng, nhưng vẫn còn một số hạn chế về quỹ đạo truyền động phức tạp
Nhìn chung Việt Nam đã có một vài đề tài nghiên cứu về cấu tạo máy uốn ống phải kể đến như “Nghiên cứu và chế tạo máy uốn ống 3D CNC”, đây là một đề tài nghiên cứu và chế tạo máy uốn ống CNC 3D có khả năng uốn được ống có nhiều bán kính khác nhau mà không cần thay đổi dụng cụ Máy được nghiên cứu và thiết kế để chế tạo phục vụ nhu cầu của thị trường về gia công tạo hình Mặt khác mô hình đã đóng góp một phần vào sự phát triển mạnh mẽ trong công cuộc nghiên cứu và phục vụ thí nghiệm, đào tạo trong các trường đại học cũng như mở rộng tầm ảnh hưởng của công nghệ uốn ống 3D cho nước nhà
Ngày nay, việc sử dụng ống ngày càng trở nên phổ biến bởi tính linh hoạt, đa dạng và cơ tính mà nó mang lại Nhưng phần lớn các sản phẩm từ ống của nước ta hiện nay đều được nhập khẩu từ nước ngoài Các loại máy uốn, tạo hình ống chỉ dừng ở thủ công hoặc bán tự động, kém linh hoạt Vì vậy, nghiên cứu và chế tạo máy định hình và uốn ống có tính linh hoạt cao góp phần tăng năng suất, đáp ứng nhu cầu của thị trường, tạo điều kiện thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp nước ta là vấn đề vô cùng cấp thiết Đồng thời cùng với sự định hướng và hướng dẫn của thầy ThS Trần Thái Sơn, nhóm sinh viên chúng em đã chọn đề tài: “Thực nghiệm khả năng tạo hình ống bằng phương pháp lỗ lệch tâm” làm đề tài cho ĐATN của mình.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
− Kiểm tra thông số 6 trục ảnh hưởng đến khả năng tạo hình ống
− Thực nghiệm uốn ống với nhiều thông số khác nhau
− Ứng dụng vào thực tiễn
− Tạo ra các sản phẩm ống đa dạng
− Nghiên cứu và cải tiến những điểm còn hạn chế
− Tạo ra tập dữ liệu về các thông số uốn ống.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
− Thực nghiệm, kiểm tra hình dáng, kích thước của ống sau khi uốn
− Thực nghiệm uốn ống với đường kính ống D = 10 mm
− Nghiên cứu, kiểm tra, đánh giá hình dáng ống được thực hiện trong khoảng thời gian 5 tháng
Phương pháp nghiên cứu
− Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu:
Thu thập, phân tích và biên dịch tài liệu liên quan tới kỹ thuật uốn ống: đảm bảo tính đa dạng, đa chiều và tận dụng được các kết quả của các nghiên cứu mới nhất, phù hợp với nội dung nghiên cứu của đề tài
− Phương pháp phân tích thực nghiệm:
Dựa trên các kết quả và thất bại trong thực nghiệm, lựa chọn, thiết kế để được cấu hình thiết bị phù hợp, tối ưu hóa được quy trình thu thập kết quả thí nghiệm
− Phương pháp phân tích so sánh:
Dựa vào các kết quả của quá trình mô phỏng và thực nghiệm so sánh giữa thiết kế của máy uốn ống 6 trục về các yếu tố: năng suất của máy trên một đơn vị thời gian; độ sai số cho phép của sản phẩm.
Kết cấu của Đồ án tốt nghiệp
Đồ án tốt nghiệp bao gồm 5 chương, trong đó chương 2 trình bày về Cơ sở lý thuyết, chương 3 đề cập đến Cấu tạo và cách vận hành máy uốn ống, chương 4 nói về Chế tạo và quá trình thực nghiệm và chương 5 trình bày về Sử dụng ANN để phân tích kết quả thực nghiệm
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Đại cương về công nghệ uốn ống
Uốn ống là một quá trình cơ học được sử dụng để làm biến dạng tấm kim loại bằng cách sử dụng một quá trình uốn
Uốn ống là một trong những phương pháp có vai trò quan trọng trong thực tế vì việc ứng dụng những sản phẩm uốn mà nó mang lại
Việc ứng dụng công nghệ uốn ống tạo ra nhiều sản phẩm có hình dáng đa dạng, từ đơn giản đến phức tạp Những vật liệu được sử dụng có thể là thép, inox, đồng, Hiện nay, máy uốn ống đã và đang được ứng dụng nhiều trong công nghiệp cả trong lẫn ngoài nước, như trong sản xuất ô tô, xe máy (khung xe, pô xe…), hàng không, các đường ống dẫn dầu,…
2.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển
Lịch sử của việc sản xuất ống được bắt đầu từ việc sử dụng những khúc gỗ rỗng để cung cấp nước cho các thành phố thời trung cổ Việc sử dụng những ống gang ở Anh và Pháp trở nên phổ biến vào đầu thế kỷ XIX
Những ống thép đúc đầu tiên được tìm thấy ở Philadenphia vào năm 1817 và ở New York vào năm 1832 Sự phân phối khí cho các đèn khí đảo được tìm thấy đầu tiên ở Anh, người ta đã sử dụng thép tấm cuộn qua con xúc xắc tạo thành ống và hàn mép lại với nhau
Vào năm 1887, đường ống đầu tiên được làm từ thép Bethkhem ở Mỹ Ống thép có đường hàn đã được sản xuất thử vào giữa thế kỷ XIX bằng nhiều phương tiện khác nhau
Vào đầu thế kỷ XX, ống thép không hàn đã được chấp nhận rộng rãi khi cuộc cách mạng công nghiệp được tiến hành với ngành ô tô, ngành tái lọc dầu, hệ thống các ống dẫn, các giếng dầu, các lò hơi phát điện kiểu cổ
Sự phát triển của các phương pháp sản xuất ống, cùng với sự phát triển của ngành thép đã tạo ra được những sản phẩm có khả năng chịu được những điều kiện của môi trường như: nhiệt độ, hóa chất, áp suất… [3]
Máy uốn là một sản phẩm của ngành cơ khí chế tạo dùng để uốn những phôi liệu thành những sản phẩm có ích cho đời sống của con người Nó góp phần đáng kể vào việc giảm sức lao động của con người trong quá trình làm ra sản phẩm
2.1.3 Ứng dụng của máy uốn ống
− Sản phẩm dùng trong công nghiệp [10] :
Trong sản xuất công nghiệp, hầu hết các hệ thống đều được dẫn dầu, dẫn khí đều sử dụng những sản phẩm ống uốn với nhiều kiểu dáng khác nhau, được sử dụng rộng rãi trong các ngành đóng tàu, hàng hải…
Ngành vận tải đường ống có vai trò quan trọng trong việc dẫn dầu, dẫn khí,… cũng như góp phần tiết kiệm ngân sách trong việc vận chuyển và sản xuất
Hình 2.1 Ứng dụng trong công nghiệp [10]
− Sản phẩm dùng trong hệ thống máy móc tự động [10] :
Ngành ô tô là một trong những ngành sử dụng hệ thống máy móc tự động Các hệ thống máy móc trong xe sử dụng nhiều sản phẩm ống được uốn với nhiều kích thước và hình dáng từ nhỏ đến lớn, từ đơn giản đến cầu kỳ phức tạp để kết nối với các chi tiết trong động cơ Việc sử dụng các sản phẩm ống uốn giúp động cơ của máy được thiết kế gọn gàng, khép kín nhằm giúp tăng hiệu quả làm việc của động cơ
Hình 2.2 Ứng dụng trong các hệ thống máy tự động [10]
− Sản phẩm dùng trong ngành kiến trúc [10] :
Hiện nay, yếu tố chính trong việc xây dựng một công trình kiến trúc là yếu tố thẩm mỹ Do đó, những công trình kiến trúc bằng kim loại dần dần được phổ biến Máy uốn ống có thể giúp cho việc thiết kế xây dựng trở nên thẩm mỹ hơn với những sản phẩm uốn tinh tế và đẹp mắt
Hình 2.3 Ứng dụng trong ngành kiến trúc [10]
− Sản phẩm dùng trong hàng không [10] :
Các hệ thống sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ có cấu tạo cực kỳ phức tạp, cần độ chính xác cũng như không gian thiết kế gọn gàng nên cần những vật liệu có hình dáng đa dạng để tối ưu hóa hệ thống Máy uốn ống chính là sự lựa chọn hoàn hảo và không thể thiếu trong việc hoàn thành những động cơ này
Hình 2.4 Ứng dụng trong hàng không [10]
− Sản phẩm dùng trong sinh hoạt [10] :
Các sản phẩm được nhìn thấy hàng ngày như bàn, ghế, ban công,… đa số đều được tạo ra từ các ống được uốn bằng máy uốn ống Hầu hết vật liệu dùng để thiết kế các đồ dùng trong sinh hoạt là inox vì tính thẩm mỹ và cơ tính của nó
Hình 2.5 Ứng dụng trong sinh hoạt [10]
− Sản phẩm dùng trong tàu thuyền [10] :
Việc chế tạo tàu thuyền cần tuân thủ nghiêm theo các thông số kỹ thuật để tàu có thể hoạt động tốt và hạn chế việc gặp sự cố cũng như bảo trì Các loại tàu thuyền hiện nay được chế tạo với các tính năng tốt và yếu tố thẩm mỹ cao nhờ sử dụng các sản phẩm ống uốn
Hình 2.6 Ứng dụng trong tàu thuyền [10]
Ngoài ra, việc uốn ống còn được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp cũng như giải trí khác Ở đâu cũng có thể bắt gặp được những hình dáng ống uốn được sử dụng như công viên giải trí, công ty, đường phố,…
Hình 2.7 Các ứng dụng khác [10]
Các phương pháp uốn ống
2.2.1 Phương pháp uốn nén Đây là phương pháp uốn đảm bảo cả về tốc độ và tính kinh tế Phương pháp uốn này sử dụng nhiều trong ngành nội thất Máy uốn nén không bị giới hạn với các mẫu có tính đối xứng Các xưởng cơ khí cũng có thể cài đặt để máy tạo ra những mẫu uốn ở độ cong 45 hay 90 độ Ở phương pháp này, phôi ống sẽ được kẹp vào giữa khối định hình với một chi tiết kẹp (clamp) và khối uốn sẽ xoay quanh khối định hình kéo theo phần chiều dài phôi uốn theo biên dạng khối định hình Tuy nhiên, khi phôi ống cần uốn nhiều vị trí thì phải cần đến trục đỡ (mandrel) mà phương pháp uốn nén hầu như không dùng đến trục đỡ Ngoài ra, phương pháp uốn nén làm cho các thớ kim loại dãn hay nén lại không đều so với việc uốn kéo Về vận hành có thể dùng thêm động cơ hoặc điều khiển bằng tay [1]
Hình 2.8 Phương pháp uốn nén [1]
2.2.2 Phương pháp uốn bằng tay Đây là phương pháp cần sử dụng sức người nên chỉ phù hợp với những đường cong đơn giản, thời gian làm việc ngắn và đa số là các mẫu ống chỉ có một chỗ cong đơn giản để giảm chi phí sản xuất
Nhược điểm của phương pháp này là không uốn được những sản phẩm có biên dạng phức tạp, chu kỳ làm việc dài Với những ưu nhược điểm trên, việc uốn ống bằng tay là sự lựa chọn tốt nhất khi các bước uốn có thời gian thực hiện ngắn và với đa dạng các kiểu như ống rỗng cũng như ống đặc, uốn các thanh phẳng…
Quá trình uốn dùng sức người và định hình vị trí uốn bằng những công cụ uốn bao gồm:
• Khối đình hình có phần lõm vào có biên dạng giống với biên dạng mong muốn
• Khối kẹp hay khối giữ dùng để giữ chắc chắn phôi trong quá trình uốn
• Khối di chuyển đẩy phôi theo khối định hình
Khối định hình, khối kẹp phải chắc chắn phần lõm với kích thước thật chính xác với đường tâm của vật liệu làm cho chỗ uốn đạt yêu cầu đề ra
Khi uốn sẽ làm cho ống bị biến dạng và gây nên một lực đàn hồi làm cho ống khi uốn bị sai lệch về bán kính, chiều dài ống uốn Vì vật, khối định hình cần được thiết kế bán kính nhỏ hơn bán kính yêu cầu đề ra Thông số đàn hồi luôn liên hệ với cơ tính vật liệu, kích thước, độ cứng cũng như bán kính uốn Để đạt được kết quả mong muốn trong quá trình uốn cần phải thực nghiệm để có thể tính toán ra kích thước chính xác cho khối định hình [9]
Hình 2.9 Phương pháp uốn bằng tay [9]
2.2.3 Phương pháp uốn ống khối uốn xoay
Phương pháp được khuyến khích cho đoạn uốn lớn với bán kính đường tâm ít nhất bằng 4 lần đường kính bên ngoài của ống Ngoài ra phương pháp còn thực hiện tốt với trường hợp uốn ống nhựa hoặc ống rỗng bề dày lớn với góc uốn nhỏ, đây là phương pháp hiệu quả nhất dùng để uốn góc uốn nhỏ cho hầu hết các dạng ống
Trường hợp uốn hơn 180 độ thường là có thể đạt được nhưng phôi sẽ bật mạnh ra do cơ tính vật liệu Vì thế, nên chia ra làm 2 bước uốn và tấm định hình nên đặt ngang với mặt đất [1]
Hình 2.10 Phương pháp uốn khối uốn xoay [1]
2.2.4 Uốn theo kiểu ép đùn vào ống
Kiểu ép đùn vào ống là phương pháp đơn giản nhất và rẻ tiền nhất trong các phương pháp uốn ống Phôi ống được siết chặt tại hai điểm cố định Bộ phận uốn chuyển động tịnh tiến về giữa trục của ống và tiến hành bẻ cong ống Phương pháp này làm biến dạng cả mặt trong và mặt ngoài của ống
Hình 2.11 Phương pháp uốn theo kiểu ép đùn vào ống (a) - sử dụng kích tay; (b) – sử dụng thủy lực [6]
Hình 2.11 miêu tả phương pháp uốn ống theo kiểu ép đùn vào thành ống Trong quá trình uốn, phôi được đặt vào 2 con lăn cố định để giữ cố định ống, bộ phận uốn bằng tay hoặc thủy lực có sử dụng khuôn uốn chuyển động tịnh tiến và tiến hành ép đùn vào thành ống Phôi uốn bị biến dạng tùy thuộc vào độ dày của vật liệu và hình dạng của khuôn uốn
Phương pháp uốn này chỉ thích hợp để uốn ống có đường kính nhỏ, độ chính xác thấp, sau khi uốn không thể xác định được sai số đàn hồi, tỉ lệ uốn thất bại cao do không tìm được thông số uốn chính xác để uốn ra được bán kính đúng theo yêu cầu Để có thể
12 sử dụng máy uốn ống bằng tay tạo ra được bán kính cong mong muốn thì cần kỹ thuật cao, khi thực hiện phải làm tỉ mỉ, cẩn thận Kiểu uốn này phù hợp với uốn các ống chứa dây dẫn điện hoặc chứa các dây nối tới đèn chiếu sáng Thích hợp với các cơ sở sản xuất thủ công nhỏ lẻ [6]
2.2.5 Uốn theo kiểu kéo theo
Hình 2.12 Phương pháp uốn kéo
(a) – bằng tay; (b) – thủy lực; (c) - CNC [6]
Kiểu uốn ống này được sử dụng khá phổ biển, từ đơn giản cho đến phức tạp và chính xác nhất Do việc uốn ống chỉ quay quanh theo 1 khuôn cố định có trước, nên các sản phẩm uốn ra đảm bảo đường kính ống uốn là chính xác và không thay đổi trong quá trình uốn
Các sản phẩm của phương pháp uốn kiểu này đa dạng, phong phú như uốn các tay vịn lan can, uốn các ống dẫn vật liệu, các dạng ống từ đơn giản đến phức tạp bắt buộc phải sử dụng đến sự trợ giúp của máy tính như các đường ống của tàu thủy, ô tô hoặc máy bay [6] …
2.2.6 Uốn bằng các trục lăn
Hình 2.13 Uốn bằng các trục lăn
(a) – 3 trục con lăn; (b) – 4 trục con lăn; (c) – trục sử dụng điện – thủy lực [6] Đối với các sản phẩm có đường kính phôi lớn hoặc các sản phẩm có dạng tròn gần khép kín mà đường kính sản phẩm khá lớn sẽ phù hợp với phương pháp uốn bằng trục các con lăn Việc điều chỉnh vị trí trục uốn căn cư vào đường kính ống thành phẩm Máy thực hiện thay đổi hình dạng phôi ngay khi phôi chuyển động, đảm bảo quá trình gia công diễn ra liên tục, tạo hình ống đồng đều So với các phương pháp khác, máy cán ít tác động đến phôi hơn, giúp giảm thiểu hao hụt và đảm bảo chất lượng sản phẩm Kích thước nhỏ gọn giúp máy dễ dàng di chuyển và lắp đặt, phù hợp với nhiều không gian làm việc
Nếu ở các máy ép, lực danh nghĩa là thông số cơ bản nhất thì với máy loại trục quay, thông số cơ bản là mômen xoắn tác dụng lên trục chính [6]
Tổng quan về máy uốn ống
2.3.1 Máy uốn ống thủ công a) Khái niệm
Là sản phẩm được dùng để uốn, tạo hình cho các loại ống kim loại, các chi tiết dạng hộp, được dùng kết hợp với khuôn uốn để cho ra những đường biên dạng cong theo đúng với nhu cầu của người sử dụng
Hình 2.16 Máy uốn ống thủ công [11] b) Vận hành
Nguyên lý hoạt động là vô cùng đơn giản, dưới tác động của ngoại lực từ nhiều nguồn khác nhau làm cong sản phẩm dưới sự hỗ trợ lực cùng hệ thống khuôn uốn Đây là dòng sản phẩm hoàn toàn sử dụng bằng lực tay, sau khi đặt sản phẩm vào đúng vị trí khuôn tiến hành điều chỉnh tay cầm, sử dụng lực phù hợp để uốn cong các ống sắt thép
Mặt khác, đối với các thiết bị uốn bằng tay sử dụng hệ thống thủy lực với cơ cầu làm việc thông qua cơ chế piston - xilanh, người dùng cần cung cấp lực được tạo ra cho động cơ thủy lực, nhờ vào cơ cấu điều khiển truyền đến làm uốn cong ống
Hình 2.17 Cách sử dụng máy uốn thủ công [11]
− Ở phần tay quay, chúng ta cần lắp bản lề và bu lông để giữ chặt ống giúp quá trình uốn được chính xác hơn Có khá nhiều kích thước khuôn uốn khác nhau nên có thể tháo lắp thay thế, sử dụng loại khuôn phù hợp với nhu cầu công việc Đối với một số thiết bị uốn ống bằng tay khác như sản phẩm kiểu dáng hình cung thì nên đặt đúng vị trí làm việc bởi chúng không được cố định đầu ống như các sản phẩm khác
− Quá trình uốn ống cần thực hiện một cách cẩn thận để sản phẩm không bị lỗi và điều này đòi hỏi người sử dụng máy uốn phải có tay nghề cao, có nhiều kinh nghiệm trong công việc c) Ưu điểm
− Nguyên lý hoạt động đơn giản, thiết kế nhỏ gọn, có thể tạo ra đa dạng các đường cong tùy thược vào nhu cầu làm việc
− Hệ thống khuôn với nhiều kích thước đường ống, góc cong khác nhau thích hợp với nhiều công việc
− Uốn được nhiều loại ống với nhiều vật liệu khác nhau
− Tạo ra sản phẩm có độ thẩm mỹ, độ bền cao hơn so với các phương pháp uốn thủ công thông thường
− Tháo lắp, thay thế các bộ phận với các bước đơn giản, dễ dàng thực hiện
− Giá cả bình dân, phù hợp để sử dụng trong các sinh hoạt nhỏ lẻ
− Máy có kích thước nhỏ nên chỉ phù hợp để uốn các loại ống có đường kính nhỏ
− Vì thực hiện bằng tay nên khó kiểm soát được dung sai trong thực hiện, thích hợp khi dung để uốn sản phẩm không đòi hỏi độ chính xác cao
− Do hoàn toàn sử dụng lực tay nên rất tốn kém sức lực, không phù hợp với những người không quá khỏe, đồng thời tỉ lệ tạo ra phế phẩm cũng tương đối cao đối với những người chưa có kinh nghiệm [11]
2.3.2 Máy uốn ống bán tự động a) Khái niệm Đây là loại máy công nghiệp được sử dụng để uốn các loại ống kim loại có dạng hình trụ, hộp theo các hình dạng và đường cong cụ thể Máy vẫn cần người vận hành trong quá trình uốn để điều chỉnh khi có các góc uốn khác nhau
Hình 2.18 Máy uốn bán tự động [12] b) Vận hành
Thiết lập chương trình tự động, nhập chương trình vào, thiết lập và điều chỉnh các thông số thông qua màn hình điều khiển
Tín hiệu được truyền tới mô tơ servo, hệ thống piston và hệ thống van điện từ thông qua hệ thống mạch điều khiển
Người vận hành chỉ cần đứng ở đầu ra sản phẩm, thay đổi các góc độ uốn theo ý muốn Từ đó sẽ tạo ra được các ống có hình dạng đạt yêu cầu
− Cần có kiến thức và kinh nghiệm nhất định khi điều khiển thiết bị
− Luôn đảm bảo an toàn lao động trong suốt quá trình vận hành máy c) Ưu điểm
− Ứng dụng được trong nhiều lĩnh vực (xây dựng, kiến trúc, y tế,…)
− Hệ thống khuôn với nhiều kích thước phôi uốn, góc độ cong khác nhau thích hợp với công việc
− Tạo ra các sản phẩm với đa dạng hình dáng, nhiều gốc độ khác nhau
− Phù hợp với nhiều loại ống với các vật liệu khác nhau
− Giá thành rẻ, phù hợp cho các quy mô sản xuất vừa và nhỏ d) Nhược điểm
− Chỉ phù hợp với các đơn hàng nhỏ (sản xuất hàng đơn, hàng khối)
− Kích thước ống uốn còn hạn chế chỉ dừng lại ở mức vừa và nhỏ
− Cần thêm người ở đầu ra hỗ trợ quá trình lấy sản phẩm hoặc điều chỉnh ống nếu sản phẩm cần nhiều gốc đọ uốn khác nhau [12]
2.3.3 Máy uốn ống CNC a) Khái niệm
Là dòng sản phẩm hoàn toàn tự động trong toàn bộ quá trình uốn Được dùng để tạo hình cho các loại vật liệu như sắt, đồng, nhôm, inox, thép thẳng thành các hình dạng khác nhau như hình tròn, cung tròn, V, U, I, H,…được phục vụ trong sản xuất cơ khí ứng dụng, ngành inox gia dụng, công nghiệp, công trình xây dựng, đặc biệt thích hợp cho các công trình đòi hỏi các nhiều dạng ống cong như mái vòm, các công trình dân dụng và chuyên biệt
Hình 2.19 Máy uốn ống CNC [13] b) Vận hành
Máy hoạt động tương tự với các loại máy khác trên thị trường Thiết lập chương trình đầu vào và điều chỉnh thống số trên màn hình điều khiển Sự khác biệt ở đây là sử dụng servo ở bảng điều khiển kiểm soát khoảng cách giữa uốn cong và mặt phẳng uốn cong Hệ thống tịnh tiến / thu hồi được làm ở mốc tiêu chuẩn
− Cần nắm vững kiến thức, hiểu rõ nguyên lý hoạt động trước khi vận hành và sử dụng máy
− Luôn luôn đảm bảo an toàn lao động trong suốt quá trình làm việc c) Ưu điểm
− Sản phẩm đầu ra đạt được độ chính xác gần như tuyệt đối
− Do quá trình làm việc hoàn toàn tự động nên phù hợp với các đơn hàng sản xuất hàng loạt
− Mức độ kiểm soát cao
− Tính linh hoạt nhanh chóng thay đổi
− Có khả năng tạo ra đa dạng hình dáng sản phẩm từ đơn giản đến phức tạp
− Giảm giá thành sản phẩm, tăng năng suất và hiệu quả công việc d) Nhược điểm
− Yêu cầu chi phí đầu tư cao
− Kích thước máy khá lớn
− Yêu cầu người vận hành người vận hành có trình độ chuyên môn nhất định
− Yêu cầu đội ngũ bảo trì bảo dưỡng có trình độ chuyên môn cao [13]
Biến dạng dẻo trong kim loại
2.4.1 Khái quát quá trình biến dạng
Sự di chuyển tương đối giữa các phân tử của vật rắn dưới tác động của ngoại lực, nhiệt độ hoặc các yếu tố khác dẫn đến thay đổi về hình dáng và kích thước của nó được gọi là biến dạng
− Khi mẫu đơn tinh thể bị kéo căng, chúng ta quan sát thấy sự xuất hiện của các bậc trượt trên bề mặt của mẫu Điều này chỉ ra sự trượt qua lại giữa các phần của tinh thể Sự trượt thường xảy ra chủ yếu trên các mặt nhất định và theo các phương nhất định được gọi là mặt trượt và phương trượt Mức độ trượt thường được đo bằng một số nguyên lần khoảng cách giữa các nguyên tử trên phương trượt
Hình 2.20 Trượt ở đơn tinh thể dưới dạng tải trọng kéo [5]
Hình 2.21 Biến dạng dẻo của mạng tinh thể do trượt a)Trước biến dạng ; b) Sau khi trượt [5]
− Trượt chỉ xảy ra dưới tác dụng của ứng suất tiếp
− Phương mạng không thay đổi trước và sau khi trượt
− Mức độ trượt bằng một số nguyên lần khoảng cách giữa các nguyên tử trên phương trượt
− Ứng suất tiếp cần thiết để gây ra trượt không lớn b) Song tinh (đối tinh)
− Cơ chế thứ hai dẫn đến hiện tượng biến dạng dẻo trong mạng tinh thể là sự tạo thành song tinh Khi ứng suất tiếp đạt đến một giá trị tới hạn nhất định thì một phần của
22 mạng tinh thể sẽ bị xê dịch đến một vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua một mặt phẳng gọi là mặt song tinh
Hình 2.22 Song tinh trong mạng tinh thể [5]
Song tinh có những đặc điểm sau:
− Cũng giống như trượt sự tạo thành song tinh chỉ xảy ra dưới tác dụng của ứng suất tiếp
− Khác với trượt thì việc tạo thành song tinh kèm theo sự thay đổi phương mạng của phần tinh thể bị xê dịch
− Khoảng xê dịch của các nguyên tử tỷ lệ thuận với khoảng cách giữa chúng tới mặt song tinh và có trị số nhỏ hơn so với khoảng cách nguyên tử
− Ứng suất cần thiết để tạo thành đối tinh cơ học thường lớn hơn ứng suất cần thiết để gây ra trượt Do đó trượt sẽ xảy ra trước và chỉ khi các quá trình trượt gặp khó khăn thì song tinh mới tạo thành [5]
Vật liệu dùng để uốn ống
Các loại vật liệu được sử dụng phổ biến trong công nghệ uốn ống như thép, nhôm, inox,… Những kim loại này có thể giãn dài theo hướng uốn nhưng không bị nứt hay gãy, đây được gọi là độ giãn khi uốn Để có thể đạt được các sản phẩm có biên dạng cong theo ý muốn thì cần phải lựa chọn vật liệu có độ giãn tốt và phù hợp, và cần xem xét đến giới hạn cơ tính của vật liệu để tránh tạo ra phế phẩm trong quá trình uốn
Một số vật liệu uốn được sử dụng phổ biến:
− Thép: là loại vật liệu được sử dụng rất phổ biến trong công nghệ uốn ống với khả năng biến dạng và độ bền cao, độ bền kéo và độ dẫn nhiệt tốt
− Nhôm: là kim loại nhẹ, có độ kéo giãn cao, được ứng dụng nhiều trong các sản phẩm như ống dẫn nước, khung cửa,…
− Sắt: là kim loại có tính dẻo, dai, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, thường được sử dụng trong các sản phẩm trang trí nội thất, ngành xây dựng và kiến trúc, công nghiệp,…
− Inox: là kim loại dẻo và linh hoạt, độ bền cao, khả năng chống ăn mòn tốt Inox
304 là vật liệu được sử dụng phổ biến trong hầu hết các lĩnh vực sản xuất công nghiệp [7]
Vật liệu dùng để uốn trong hệ thống hexapod: Inox 304 là vật liệu nhóm lựa chọn để tiến hành thực nghiệm, kiểm tra và đánh giá kết quả sau khi uốn vì inox là vật liệu dễ tìm, giá thành không quá cao cũng như cơ tính vật lý của inox phù hợp với điều kiện làm việc và kinh tế của nhóm
CẤU TẠO VÀ CÁCH VẬN HÀNH MÁY UỐN ỐNG
Khung máy
− Khung máy được thiết kế và chế tạo bằng các khung nhôm cùng với bộ truyền xích nhầm mục đích có thể đẩy ống từ sau ra trước để phục vụ cho việc uốn ống
Hình 3.1 Hình ảnh khung máy trên phần mềm Solidworks
Hình 3.2 Hình ảnh khung máy thực tế
Cụm đẩy ống
− Ống lót được thiết kế ∅19 mm để dẫn hướng cho ống thành phẩm ∅10 mm
Hình 3.4 Chi tiết đẩy ống
Cấu tạo đầu uốn ống
Máy hoạt động theo nguyên lý uốn ống lệch tâm Nguồn sẽ được cấp vào động cơ điều khiển thông qua việc lập trình thông số Khi máy chạy động cơ sẽ truyền moment quay sang hệ truyền động bánh răng giúp cho vít-me đai ốc tịnh tiến lên xuống từ đó điều khiển các chân Hexapod Với các góc độ uốn khác nhau, các chân của hệ thống Hexapod sẽ được lập trình điều chỉnh và khóa ở các tọa độ tương ứng để có thể uốn ra sản phẩm ống theo ý muốn
− Liệt kê các chi tiết của cơ cấu:
Hình 3.5 Cơ cấu uốn ống HEXAPOD
Bảng 3.1 Các cơ cấu của chi tiết
STT Tên chi tiết Mô tả/ Chức năng của chi tiết Ảnh minh họa chi tiết
- Là chi tiết được gia công bằng phương pháp phay và khoan lỗ nghiêng
- Chi tiết kết hợp với cơ cấu con lăn gắn cố định lên tấm thực hiện chức năng uốn và tạo hình ống
- Là chi tiết được gia công bằng phương pháp tiện
- Là chi tiết dùng để nối tấm đế và tấm di động thông qua khớp nối cầu
- Là chi tiết quan trọng hình thành cơ cấu hexapod, dùng để liên kết thanh nối và các tấm, giúp các tấm xoay linh hoạt hơn
- Là chi tiết được gia công từ phương pháp tiện
- Là chi tiết kết nối vít -me với tấm di động, tịnh tiến lên xuống tạo ra góc uốn theo yêu cầu
- Là chi tiết thực hiện chức năng liên kết thanh nối và tấm cố định
- Giúp thanh nối chuyển động dễ dàng hơn và giúp định vị thanh tránh trường hợp chuyển động lệch tâm trong quá trình uốn
- Là chi tiết được gia công bằng phương pháp phay và khoan lỗ
- Là chi tiết trung gian giúp liên kết phần chân máy, hệ thống truyền động với tấm di động
- Ngoài ra chi tiết còn giúp cố định thước quang
- Chi tiết được gia công bằng phương pháp phay
- Chi tiết giúp cố định đồng tâm ống console với các tấm đế
- Là chi tiết được chế tạo bằng phương pháp phay bo tròn, tiện, khoan lỗ
- Ống console giúp định vị đồng tâm cho ống uốn trong quá trình đẩy ống và uốn ống
Chi tiết còn giúp quá trình điều khiến và uốn ống đạt được độ chính xác cao
- Là chi tiết thực hiện chức năng đo lường, định vị độ dài tịnh tiến của vít-me
- Là chi tiết được gia công bằng phương pháp phay
- Là chi tiết liên kết và cố định thanh trượt thước quang với thanh nối ∅18
- Là chi tiết tạo nên chuyển động tịnh tiến chính cho hệ thống dẫn động tịnh tiến dọc tâm
- Trục vít me có tác dụng truyền moment quay từ động cơ và hộp số thông qua áo đai ốc và đai ốc bi biến moment quay thành chuyển động tịnh tiết dọc tâm ống
- Là chi tiết giúp liên kết 2 ngõng trục giữa trục vít-me
- Khớp nối có tác dụng tạo chuyển động tịnh tiến cho trục ∅16 bởi moment quay từ hộp giảm tốc và động cơ đến trục vít-me bi
- Là chi tiết trung gian liên kết động cơ với tấm giữ động cơ
- Hộp giảm tốc có chức năng giúp đạt được số vòng quay trên phút theo mong muốn, đồng thời điều chỉnh được tốc độ cũng như tăng moment tải cho cơ cấu vít me đai ốc
RS (chi tiết tiêu chuẩn)
- Là chi tiết tạo công suất đầu vào cho cơ cấu dẫn động
- Động cơ servo có chức năng tạo moment quay đầu vào cho cơ cấu thông qua hộp giảm tốc để tăng moment quay tạo chuyển động tịnh tiến cho cơ cấu dẫn động
- Động cơ servo còn giúp dễ dàng trong việc phần mềm hóa để điều khiển số vòng quay, cũng như tốc độ quay một cách chính xác
- Là chi tiết được gia công bằng các phương pháp phay, taro ren
- Chi tiết có chức năng cố định hộp giảm tốc và động cơ
Ngoài ra chi tiết còn cố định thước quang
- Chi tiết được gia công bằng phương pháp phay, tiện
- Cặp bánh răng có chức năng truyền động moment quay từ động cơ và hộp số sang đai ốc giúp vít me chuyển động tịnh tiến
Bao ngoài đai ốc vít me
- Là chi tiết được gia công bằng phương pháp tiện và phay
- Đây là chi tiết trung gian giúp liên kết vít me đai ốc với bánh răng lớn Chi tiết được phay rãnh then giúp truyền động chuyển động quay của bánh răng sang vít me đai ốc
- Là chi tiết được gia công từ phương pháp phay, khoan lỗ và taro ren
- Là chi tiết trung gian dùng để liên kết hệ thống truyền động và tấm cố định
- Là chi tiết chi tiết trung gian liên kết bao ngoài đai ốc vít me với tấm giữ động cơ
- Là chi tiết giúp hạn chế tối đa lực giảm ma sát trượt để vít me đai ốc hoạt động trơn tru, đảm bảo tỉ số truyền, độ bền và tuổi thọ cho máy móc
- Là chi tiết chi tiết trung gian liên kết đai ốc vít me với tấm đỡ
- Chi tiết thực hiện chức năng chống đỡ, chịu tải, giúp chi tiết đai ốc chuyển động ổn định và giảm ma sát với tấm đỡ Giúp bánh răng hoạt động tốt hơn, đảm bảo độ bền và tuổi thọ máy
- Là chi tiết được gia công bằng 2 phương pháp khoan lỗ và phay
- Là chi tiết thực hiện nhiệm vụ cố định, định vị vít me Chi tiết còn có chức năng giữ cố định công tắc hành trình
- Là chi tiết giúp đóng ngắt mạch điện
- Chi tiết giúp giới hạn chuyển động, tránh va chạm giữa tấm đỡ và đế gây hư hỏng cơ cấu
- Chi tiết được gia công bằng 2 phương pháp chính là tiện và phay
- Chi tiết giúp liên kết, cố định đầu Hexapod vào khung máy, đảm bảo độ bền trong quá trình vận hành
- Là chi tiết được gia công bằng phương pháp tiện, khoan lỗ và taro ren
- Chi tiết giúp liên kết, định vị và giữ cố định tấm cố định,
31 tấm giữ động cơ, tấm đỡ
Tăng độ cứng vựng cho cơ cấu Hexapod
- Là chi tiết được gia công bằng phương pháp tiện
- Chi tiết giúp cố định, dẫn hướng ray trượt Chi tiết giữ bởi vòng phe
Vòng phe (chi tiết tiêu chuẩn)
- Là chi tiết tiêu chuẩn dùng để gài, chặn ở các đầu trục, giúp trục được giữ cố định.
Nguyên lý hoạt động
Hình 3.6 Nguyên lý hoạt động
Dựa trên nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn của phương pháp tạo hình ống theo nguyên lý biến dạng cục bộ (Local Forming) Hình 3.6 là nguyên lý hoạt động của đầu uốn và quá trình uốn của ống trong công nghệ uốn ống linh hoạt:
− Ống được đẩy với vận tốc v qua đầu dẫn Trong lúc đó, gối đỡ đầu dẫn chuyển động tịnh tiến trên hệ tọa độ Oxy kéo theo đầu uốn quay tự lựa quanh đầu dẫn Đầu dẫn được giữ cố định suốt quá trình uốn và nó được thiết kế để điều chỉnh góc uốn
− Độ lệch tâm U được tạo ra bởi tâm của đầu uốn và trục Z theo phương vuông góc với trục Z bởi chiều chuyển động của bạc đỡ Độ lớn của U quyết định bán kính
32 uốn của ống Với độ lệch tâm U nhỏ thì bán kính uốn R lớn và ngược lại với độ lệch tâm U lớn thì bán kính uốn R nhỏ Tuy nhiên, mối quan hệ giữa độ lệch tâm
U và bán kính uốn R có thể ảnh hưởng bởi hình dáng hình học của ống, vật liệu ống, điều kiện lực
Thiết kế và cải tiến một số chi tiết
− Đây là khớp nối cũ đã bị rơ và không chắc chắn nên không còn sử dụng được trong quá trình thực nghiệm
− Nhóm đã tiến hành gia công khớp nối cứng mới nhằm tăng độ chắc chắn cũng như khả năng chính xác trong quá trình thực nghiệm
− Vác mặt để có thể dùng mỏ lết siết chặt và điều chỉnh đai ốc trong khớp cầu nhằm tăng giảm độ rơ của khớp cầu
Hình 3.9 Khớp cầu sau khi vác mặt
− Nhóm đã thiết kế thêm khung nhôm để đỡ tấm di dộng nhằm hỗ trợ và phục vụ trong quá trình thực nghiệm dễ dàng và hiệu quả
Hình 3.10 Khung nhôm trong phần mềm Solidworks
Hình 3.11 Khung nhôm thực tế
Các bước vận hành máy uốn ống 6 trục
❖ Bước 1: Bật CB tổng của máy uốn ống
− Khi khởi động máy màn hình sẽ hiển thị trang khởi động
Hình 3.12 Tủ điện máy uốn ống
❖ Bước 2: Đăng nhập vào trang điều khiển
− Bắt đầu với màn hình khởi động, chúng ta cần nhấn Operation, đăng nhập để chuyển sang các trang điều khiển chính khác và thoát khỏi giao diện giám sát
Hình 3.13 Màn hình khởi động
❖ Bước 3: Nhập các thông số và vận hành máy uốn ống 6 trục
Trong màn hình vận hành đầu tiên (Hình 3.3) ta có thể thấy các nút nhấn với các chức năng khác nhay, cho phép người dùng điều khiển hệ thống một cách thủ công:
− Với việc nhấn INIT COMM, chúng ta sẽ có thể ấn một hoặc đồng loạt các nút
SVON bên dưới để thực hiện việc chạy từng trục riêng lẻ hoặc bằng tay theo ý muốn
− Khi khối đẩy chạm công tắc hành trình cũng là lúc mà OT release tức nút quá trục được kích hoạt và lúc này chúng ta có thể điều khiển các nút JOG bằng tay để cụm đẩy quay trở về vị trí an toàn mà không bị ảnh hưởng đến máy
− Các nút nhấn ở khu vực Adjust là nơi giúp ta di chuyển các trục theo đúng khoảng cách mà ta đã nhập
− Ngoài ra, người vận hành còn có thể quan sát các thông số, các đèn báo trạng thái của các thành phần hoạt động trong hệ thống:
• Position là tọa độ của 7 trục động cơ trong quá trình hoạt động
• Speed là tốc độ của 7 trục động cơ trong quá trình hoạt động
• All+, All- : Tất cả các trục động 6 trục động cơ 1,2,3,4,5,6 chạy cùng lúc theo chiều in hoặc out
Hình 3.14 Màn hình cài đặt đầu tiên
Sau khi điều chỉnh xong các thông số mong muốn, nhấn Next Set up góc dưới màn hình để chuyển sang màn hình điều khiển tiếp theo (Hình 3.5), ở đây người dùng có thể sử dụng các nút ấn để đưa các trục về tọa độ 0:
− Nút Set Home cho phép người dùng đặt tọa độ hiện tại ở mỗi trục thành gốc tọa độ (tọa độ 0) mà ta mong muốn
− Các nút Run Home được nhấn giữ khi người dùng muốn đưa một trong các trục về tọa độ 0 đã đặt trước đó Tới lúc về 0 sẽ không nhấn được nữa
Hình 3.15 Màn hình cài đặt thứ hai
− Nhấn Next Set up để đi tới màn hình nhập tọa độ uốn (Hình 3.6), hoặc Previous
Set up để đi về cài đặt trước đó (Hình 3.8)
Hình 3.16 Màn hình nhập tọa độ uốn
− Ở đây người dùng sẽ có 3 màn hình với 105 ô (max) để nhập tọa độ cho 7 trục và mỗi trục là 15 bước (max) Trên mỗi màn hình sẽ có nút Set Step limit để chuyển sang màn hình nhập số bước chạy giới hạn (Hình 3.7) và bắt đầu vận hành máy (nút nhấn Run) cho quá trình uốn Trên mỗi màn hình sẽ có các nút
Next page và Previous page để ta có thể kiểm tra một cách chính xác nhất tránh sai sót không đáng có trong quá trình vận hành
Hình 3.17 Màn hình vận hành
− Ở màn hình vận hành, ta nhập số bước chạy tối đa (bước giới hạn) vào ô Step limit và nhấn Home Done để hoàn tất nhập thông số Cuối cùng ta nhấn nút Chạy trên tủ điện để bắt đầu quá trình uốn ống
− Trong quá trình vận hành, màn hình sẽ hiển thị cho ta thấy tọa độ ở cột Position và tốc độ ở cột Speed của từng trục từ trục 1 đến trục 6 và trục đẩy Z Màn hình cũng hiển thị cả bước hiện tại ở ô Current Step để ta biết tiến trình của máy đang hoạt động
QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
Chọn mẫu thực nghiệm
− Ống inox phi 10 là một loại hợp kim chịu được ăn mòn, giúp chống lại sự tác động của môi trường ẩm ướt, hóa chất và các tác nhân ăn mòn khác Giúp cho vật liệu trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu độ bền và độ tin cậy cao Vật liệu có khả năng tái chế và là một vật liệu thân thiện với môi trường, giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đối với môi trường
Bảng 4.1 Đặc tính cơ lý và đặc điểm của ống
Tiêu chuẩn Mác thép Đặc điểm Đặc tính cơ lý Đường kính Độ bền kéo Độ bền nén
Giới hạn chảy Độ giãn dài tương đối Độ cứng
Khả năng chống ăn mòn trong điều kiện thông thường mm N/mm 2 N/mm2 N/mm2 % HB mm g mm
Input đầu vào của máy
− Thiết bị sẵn có: máy uốn ống 6 trục với cơ cấu hexapod, bộ đọc thước quang, tủ điện điều khiển
− Thông số ống: ống inox 304, đường kính 10mm, dày 0,6mm, chiều dài 1,5m
− Bán kính uốn nhỏ nhất: 700 mm
− Tốc độ đẩy ống của động cơ: 500 vòng/phút
− Hình dạng uốn mong muốn: uốn cong
− Số lượng uốn cần thực hiện: lớn hơn 50 ống
− Phạm vi chuyển động của mỗi trục: 65 mm
− Hình học ống uốn: uốn cong đơn giản theo một góc nhất định trên một mặt phẳng
Tính toán thông số 6 trục
− Đặt giả thuyết ban đầu: bán kính ống uốn R = 800 mm
− Bán kính ống uốn cũng chính là quỹ đạo di chuyển của tấm di động
− O là tâm của tấm di động và A, B, C, D, E, F lần lượt là tâm của các chân từ 1 đến 6
− Hành trình đi được giữa điểm đầu và điểm cuối của 6 trục là trong khoảng 63 mm
Hình 4.1 Sơ đồ quỹ đạo và vị trí các trục
− Từ hình 4.1 ta có được tọa độ các điểm như sau:
− Từ quỹ đạo trên tiến hành lấy 20 điểm bất kỳ phân bố trên quỹ đạo cung R800 Đặt lần lượt là O1, O2,…O20
Bảng 4.2 Tọa độ của 10 điểm đầu phân bố trên quỹ đạo R800
O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 x 0 0.4 0.88 1.4 2.05 2.86 3.7 4.79 6.54 8.16 y 0 -0.07 -0.15 -0.24 -0.35 -0.49 -0.64 -0.83 -1.15 -1.44 Bảng 4.3 Tọa độ từ điểm O11 đến điểm O20 trên quỹ đạo R800
4.2.2 Phương trình quỹ đạo các trục
− Lấy dữ liệu từ bảng trên vào Excel, sử dụng kết hợp cùng thuật toán … , ta tìm được đồ thị hàm số f(xO) = yO đi qua điểm O và nhận 20 điểm (O1,O2,…,O20) làm nghiệm
Hình 4.2 Phương trình quỹ đạo
− Xác định phương trình đi qua các điểm A, B, C, D, E, F có dạng:
− Phương trình của quỹ đạo tại điểm A (-74 ; -128) là:
Vậy phương trình tại điểm A là:
𝑦 𝐴 = −0.0008𝑥 𝐴 2 − 0.169𝑥 𝐴 − 119.87 Tương tự, tìm phương trình tại các điểm B, C, D, E, F
Ta có được hệ phương trình sau:
− Từ các phương trình vừa tính, nhóm sẽ tiến hành kiểm nghiệm
4.2.3 Kiểm nghiệm phương trình a) Trường hợp 1
− Vẽ 1 đoạn thẳng bất kì, đi qua 1 điểm ngẫu nhiên trên quỹ đạo (đảm bảo điểm đó nằm trong cung theo giả thuyết)
− Tiến hành đo trên phần mềm Solidwork, ta được tọa đọ 3 điểm như hình 4.3
− Xác định tọa độ điểm C1 bằng cách thay x vào phương trình yC đã tìm ở trên tìm được tọa độ C1 (41.39; 111.5), và ta có tọa độ điểm C0 (0; 128)
− S là khoảng cách dịch chuyển của các trục:
− Khi trục tiến tới khoảng cách dịch chuyển S mang giá trị dương (+), khi trục lùi lại S mang giá trị âm (-)
− Tính toán tương tự các trục còn lại ta thu được thông số như bảng 4.4
Bảng 4.4 Kết quả trường hợp 1
− Nhập khoảng cách S vừa tìm được lên các trục tương ứng của cơ cấu Hexapod Sau khi uốn, lấy sản phẩm tiến hành đo đạt và kiểm nghiệm độ sai lệch
𝑅 1 : là bán kính ống uốn thực tế
𝑅 1 ′ : là bán kính ống tính toán b) Trường hợp 2
− Tiến hành tương tự như lần 1 ta thu được:
Bảng 4.5 Kết quả trường hợp 2
− Nhập khoảng cách S vừa tìm được lên các trục tương ứng của cơ cấu Hexapod Sau khi uốn, lấy sản phẩm tiến hành đo đạt và kiểm nghiệm độ sai lệch
𝑅 2 : là bán kính ống uốn thực tế
𝑅 2 ′ : là bán kính ống tính toán c) Trường hợp 3
Bảng 4.6 Kết quả trường hợp 3
− Nhập khoảng cách S vừa tìm được lên các trục tương ứng của cơ cấu Hexapod Sau khi uốn, lấy sản phẩm tiến hành đo đạt và kiểm nghiệm độ sai lệch
𝑅 3 : là bán kính ống uốn thực tế
𝑅 3 ′ : là bán kính ống tính toán
Bảng 4.7 Kết quả trường hợp 4
− Nhập khoảng cách S vừa tìm được lên các trục tương ứng của cơ cấu Hexapod Sau khi uốn, lấy sản phẩm tiến hành đo đạt và kiểm nghiệm độ sai lệch
𝑅 4 : là bán kính ống uốn thực tế
𝑅 4 ′ : là bán kính ống tính toán e) Trường hợp 5
Bảng 4.8 Kết quả trường hợp 5
− Nhập khoảng cách S vừa tìm được lên các trục tương ứng của cơ cấu Hexapod Sau khi uốn, lấy sản phẩm tiến hành đo đạt và kiểm nghiệm độ sai lệch
𝑅 5 : là bán kính ống uốn thực tế
𝑅 5 ′ : là bán kính ống tính toán
Quá trình thực nghiệm
4.3.1 Kiểm tra hệ thống đẩy và thử nghiệm chạy độc lập động cơ
− Đầu tiên nhóm tiến hành kiểm tra hệ thống đẩy của cơ cấu
− Kiểm tra điều chỉnh ống lót bên trong với ống console, đảm bảo 2 chi tiết đồng tâm với nhau
Hình 4.8 Điều chỉnh ống console
− Sau đó đưa ống phi 10 vào kiểm tra đảm bảo ống được đưa vào một cách trơn chu và không bị vướng
− Tiếp theo nhóm tiến hành thử nghiệm chạy độc lập từng động cơ
Hình 4.9 Thử nghiệm hệ thống đẩy
− Ta lần lượt bấm nút Jog 1±, 2±, 3±, 4±, 5±, 6± trên bảng điều khiển để chạy từng động cơ
Hình 4.10 Màn hình điều khiển động cơ
Hình 4.11 Kiểm tra độc lập từng chân
− Jog nhiều tốc độ từ nhanh đến chậm và cho vít me di chuyển hết hành trình nhằm đảm bảo từng chân hoạt động trơn chu, không bị vướng lỗi
− Ta có tổng cộng 6 thước quang với 2 bộ đọc để đo và quan sát hành trình của 6 chân
Hình 4.12 Bộ đọc thước quang
− Với 49,6 vòng động cơ thì bánh răng bị dẫn sẽ quay được 1 vòng tương ứng với trục vít me (M20x5) được gắn vào bánh răng bị dẫn cũng sẽ quay được 1 vòng hay tịnh tiến 5mm Nên để trục vít me tịnh tiến 1mm thì động cơ phải quay 9,92 vòng
− Thử nghiệm quay từng trục động cơ với tốc độ 50mm/phút, trong điều kiện chưa lắp ráp mặt đầu uốn để phát hiện các lỗi về khoảng chạy của vít me và thước quang Thu được kết quả là các trục đều hoạt động trơn tru, khoảng chạy của trục vít me và thước quang đều lớn hơn 50mm (lớn hơn yêu cầu đề ra từ đầu)
4.3.2 Cài đặt điểm ban đầu và canh chỉnh đồng tâm
− Sau khi kiểm tra hệ thống đẩy, động cơ và các chi tiết hoạt động ổn định nhóm tiến hành đưa 6 trục lùi về đến khi công tắc hành trình gần chạm vào tấm cố định sau đó set 0 trên bộ đọc thước quang
− Để tiến hành canh chỉnh đồng tâm giữa tấm di động và ống console ta thực hiện các bước sau:
+ Bước 1: Lắp đặt tấm di động lên 6 chân, đảm bảo các chi tiết được lắp đặt chắc chắn
Hình 4.14 Lắp tấm di động
+ Bước 2: Sau khi lắp tấm di động sẽ được cố định và không thể di chuyển vì thế để đưa tấm di động đồng tâm với ống console ta cần tháo chốt các khớp nối
Hình 4.15 Tháo chốt khớp nối
+ Bước 3: Sau khi tháo chốt khớp nối ta sử dụng khung đỡ tấm di động và tiến hành điều chỉnh tấm di động để lỗ của tấm đồng tâm với ống console Tấm di động cần được di chuyển vuông góc với mặt đất và song song với mặt phẳng của ống console, đảm bảo ống ỉ10 được đưa vào trơn chu
Hình 4.16 Canh chỉnh tấm di động
+ Bước 4: Sau khi canh chỉnh ta đưa ống ỉ10 vào kiểm tra
Hình 4.17 Đưa ống vào kiểm tra đồng tâm
4.3.3 Thực nghiệm tạo hình ống bằng phương pháp uốn ống lệch tâm
− Tiến hành thực nghiệm khả năng tạo hình ống bằng phương pháp uốn ống lệch tâm Quy trình thực nghiệm phải được thực hiện theo trình tự đảm bảo an toàn cho máy và người thực nghiệm
+ Bước 1: Lui hệ thống đẩy về điểm cuối
Hình 4.18 Điều khiển hệ thống đẩy
+ Bước 2: Khi tấm di động và ống console đồng tâm ta tiến hành đưa ống vào hệ thống đẩy Đảm bảo ống được đưa vào trơn chu
Hình 4.19 Đưa ống vào hệ thống đẩy
+ Bước 3: Dịch chuyển tấm di động để điều chỉnh góc uốn và cố định tấm di động bằng khung đỡ Trong quá trình căn chỉnh cần sử dụng các dụng cụ đo để đảm bảo các thông số thực nghiệm được chính xác
Hình 4.20 Điều chỉnh góc uốn
+ Bước 4: Sau khi điều chỉnh góc uốn ta tiến hành điều khiển động cơ để các trục chạy đến vị trí khớp nối và đóng chốt để cố định các chân
Hình 4.21 Điều chỉnh động cơ
+ Bước 5: Tiến hành điều khiển hệ thống đẩy ống đi ra để tạo hình ống theo các tọa độ khác nhau Trong quá trình uốn ống cần chú ý quan sát đảm bảo an toàn cho máy và người điều khiển
Hình 4.22 Điều khiển hệ thống đẩy
Hình 4.23 Quá trình thực nghiệm tạo hình ống
− Sau khi uốn xong các sản phẩm ống sẽ được đánh dấu theo số thứ tự để phân biệt
Hình 4.24 Các sản phẩm ống sau khi uốn
− Để thực hiện uốn ống với tọa độ góc uốn khác nhóm sẽ tiếp tục thực hiện lại từ bước 1
4.3.4 Đo đạt và thu thập số liệu
− Sau khi uốn xong, tiến hành đo bán kính của các sản phẩm uốn
− Nhóm đã sử dụng đồng hồ điện tử của hãng INSIZE mã 2183 để đo bán kính ống uốn
Hình 4.25 Bộ đồng hồ đo bán kính
4.3.6 Các bước đo sản phẩm ống uốn
− Thiết lập đồng hồ về chuẩn: cài đặt đồng hồ chỉnh đơn vị bằng cách nhấn nút in/mm về mm hiển thị ở mặt đồng hồ
Hình 4.26 Chỉnh đơn vị về mm
− Gắn đầu có hai đầu điểm tiếp xúc loại 100 mm vào ống lót của đồng hồ và vặn chặt đai ốc để cố định với ống lót của đồng hồ đo
Hình 4.27 Gắn đầu 2 điểm tiếp xúc vào thân đồng hồ
− Nhấn nút s trên đồng hồ chỉ ra chỉ số s có in khoảng cách hai điểm trên chi tiết có hai đầu điểm tiếp xúc loại 100 mm và ta nhấn nút để thiết lập đúng yêu cầu
− Theo quy định của nhà sản xuất R1 là bán kính ngoài và R2 là bán kính trong Chỉ số ở trên là số đo bán kính và chúng ta cũng cần chú ý đến hai kiểu R1 và R2 để đạt được sự thống nhất khi đo
Hình 4.29 Quy định về bán kính của đồng hồ đo bán kính
− Đặt đồng hồ đo lên mặt phẳng bàn máy CNC Thiết lập về 0 bằng cách cho ba điểm của đồng hồ thẳng hàng cho tiếp xúc với mặt đạt chuẩn như căn mẫu, nhấn nút zero khi đó ta thấy trên đồng hồ ở hàng trên hiển thị 4 chữ CCCC và hàng dưới có 4 số 0 Để đảm bảo hơn khi căn chỉnh, lần tiếp theo ta cho 3 điểm tiếp xúc của đồng hồ dời khỏi tiếp xúc với căn mẫu và cho tiếp xúc lại Nếu hiển thị không thay đổi gì như so với lần đầu thì đã đạt được thiết lập yêu cầu
Hình 4.30 Chỉnh đồng hồ đo về 0
− Cho ba điểm của đồng hồ tiếp xúc và rà theo đường cong của mẫu ống Khi đó giá trị bán kính sẽ thay đồi theo biên dạng của mẫu ống ta tìm giá trị trung bình phù hợp Thống nhất chọn biên dạng trong đường cong để đo bán kính trong của ống
Hình 4.31 Đo bán kính ống uốn
− Ghi lại kết quả đo bán kính của mẫu ống Lần lượt đo cho đến khi hết tất cả các trường hợp
− Dựa theo kết quả tìm được khoảng cách trục của từng chân ở trên, nhóm tiến hành thực nghiệm tìm bán kính R của 5 trường hợp
Bảng 4.9 Bảng kết quả 5 trường hợp thực nghiệm
Trường hợp Trục 1 Trục 2 Trục 3 Trục 4 Trục 5 Trục 6 R
− Theo kết quả của bảng 4.9, có thể thấy bán kính R giảm dần từ trường hợp 1 đến trường hợp 5
− Khi giữ nguyên giá trị trục 1 và trục 6, chỉ thay đổi 4 trục 2,3,4,5 cho tấm di động càng nghiêng dần từ trường hợp 1 đến 5 thì bán kính R giảm dần
SỬ DỤNG ANN ĐỂ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
Tổng quan về ANN và MATLAB
5.1.1 Giới thiệu mạng Nơ-ron
Mạng Nơ-ron nhân tạo (ANN) là một tập hợp các phần tử xử lý đơn giản được kết nối với nhau Mỗi phần tử xử lý này chỉ có thể thực hiện được một thao tác tính toán nhỏ, nhưng một mạng lưới các phần tử như vậy có một khả năng to lớn hơn nhiều Mạng Nơ-ron nhân tạo được nghiên cứu trên cơ sở bộ não con người [4]
5.1.2 Giới thiệu phần mềm MATLAB
MATLAB là viết tắt từ “Matrix Laboratory”, là phần mềm cung cấp môi trường tính toán số và lập trình, do công ty MathWorks thiết kế MATLAB cho phép tính toán số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số hay biểu đồ thông tin, thực hiện thuật toán, tạo các giao diện người dùng và liên kết với những chương trình máy tính viết trên nhiều ngôn ngữ lập trình khác Với thư viện Toolbox, MATLAB cho phép mô phỏng tính toán, thực nghiệm nhiều mô hình trong thực tế và kỹ thuật [4]
Sử dụng ANN để phân tích dữ liệu bằng phần mềm MATLAB
5.2.1 Dữ liệu thu thập a) Dữ liệu huấn luyện
Bảng 5.1 Thông số 50 thực nghiệm dùng để huấn luyện.
STT Trục 1 Trục 2 Trục 3 Trục 4 Trục 5 Trục 6 Bán kính R
Bảng 5.2 Thông số 15 thực nghiệm dùng để dự đoán
STT Trục 1 Trục 2 Trục 3 Trục 4 Trục 5 Trục 6 Bán kính
− Mở phần mềm MATLAB, nhóm sử dụng MATLAB R2020a
Hình 5.1 Phiên bản phần mềm MATLAB
− Nhấn chuột phải vào Workspace, nhấn New và đặt tên cho dữ liệu đầu vào là Input Sau đó copy dữ liệu đầu vào 50 tập dữ liệu của 6 trục vào Input
Hình 5.2 Nhập dữ liệu Input
− Tạo dữ liệu Output như Input, nhập 50 dữ liệu bán kính R vào
− Sau khi đã tạo ra và nhập dữ liệu vào Input, Output Nhập lệnh “nftool” vào Command Window và Enter sẽ hiện ra bảng như sau:
− Nhấn Next và chọn Input là Input, chọn Targets là Output Ở phần Summary, Input phải đúng với dữ liệu thực nghiệm của mình là 50 mẫu và 6 biến, Output là 50 mẫu và 1 biến
− Tiếp tục bấm Next, phân chia dữ liệu dùng để huấn luyện cho mô hình
Hình 5.5 Phân chia dữ liệu dùng để huấn luyện
− Tiếp tục bấm Next và tiến hành chọn lớp ẩn để phân tích mạng neuron Ở đây dùng 10 lớp ẩn để tiến hành phân tích và có thể tăng lên từ từ để tìm ra được kết quả tốt nhất
Hình 5.6 Số lượng lớp ẩn
− Tiếp tục bấm Next, ở mục “Choose a training algorithm” chọn “Levenberg- Marquardt” và nhấn Train để tiến hành huấn luyện
Hình 5.7 Lựa chọn phương pháp huấn luyện
− Nhấn Train để tiến hành huấn luyện và nó sẽ hiện ra bảng như sau:
Hình 5.8 Bảng huấn luyện mạng nơ-ron
− Tiếp tục bấm “Regression” để nó hiện ra các kết quả huấn luyện Lưu ý: tất cả 4 cái R đều phải luôn dương và giá trị cao thì mới nhận kết quả phân tích này, nếu kết quả xuất hiện như hình bên dưới thì phải bấm “Train” tiếp đến khi nào được kết quả như mong muốn
Hình 5.9 Kết quả huấn luyện
− Đây là một ví dụ cho kết quả chấp nhận được để tiến hành làm bước tiếp theo
Hình 5.10 Kết quả huấn luyện có thể chấp nhận
− Sau khi đã Train ra được kết quả mong muốn, bấm Next liên tục đến phần “Save Results” và đặt tên cho cái “net” sau đó nhấn vào Save Results để lưu lại kết quả vừa huấn luyện
Hình 5.11 Lưu kết quả huấn luyện
− Sau khi có kết quả phân tích, ở Workspace tạo thêm và đặt tên là “predict” và copy 15 dữ liệu dự đoán của 6 trục vào để bắt đầu dự đoán bán kính R của từng dữ liệu
Hình 5.12 Nhập dữ liệu dự đoán
− Ở tab Home, bấm New Script và viết code để phần mềm dự đoán từng cái bán kính R của dữ liệu “predict” Để dự đoán ta có hàm “Output = sim(net, predict)” với net là kết quả phân tích đã lưu ở bước trên và predict là dữ liệu dự đoán đã nhập
Hình 5.13 Kết quả dự đoán
Phân tích so sánh kết quả bán kính R thực tế và dự đoán bằng ANN
Sau khi qua nhiều lần huấn luyện với từng trường hợp phân chia dữ liệu và số lớp ẩn khác nhau, nhóm thu được các kết quả như sau:
+ R là bán kính thực tế
+ R1, R2, R3, R4, R5, R6 là bán kính mô hình dự đoán
− Cài đặt quá trình huấn luyện mô hình:
Chia tập dữ liệu thành ba phần: Training set, Validation set và Testing set theo tỷ lệ 70%, 15%, 15% tương ứng
Xác định kiến trúc mô hình ANN, sử dụng 10 lớp ẩn (hidden layers) cho mô hình
Sử dụng thuật toán Levenberg-Marquardt để huấn luyện mô hình Thuật toán sẽ điều chỉnh các tham số của mô hình để giảm độ lỗi dự đoán trên tập dữ liệu huấn luyện
Hình 5.14 Kết quả huấn luyện lần 1
− Kết quả bán kính R1 sau khi mô hình dự đoán:
Hình 5.15 Biểu đồ so sánh R thực tế và dự đoán lần 1
− Sau nhiều lần huấn luyện thì được kết quả như sau: Training 0.97, Validation 0.54, Test 0.79
− Dựa theo biểu đồ có thể thấy kết quả 0 là tại vị trí 4 và 13, tỉ lệ những trường hợp 0 là 13.33%, là những kết quả không được chấp nhận
− Có những trường hợp được dự đoán gần đúng với thực tế nhất là tại vị trí 3, 6, 7,
− Nhìn chung có thể thấy các dữ liệu được mô hình dự đoán đa số cao hơn dữ liệu thực tế với khoảng 60%
− Cài đặt quá trình huấn luyện mô hình:
Chia tập dữ liệu thành ba phần: Training set, Validation set và Testing set theo tỷ lệ 70%, 15%, 15% tương ứng
Xác định kiến trúc mô hình ANN, sử dụng 10 lớp ẩn (hidden layers) cho mô hình
Sử dụng thuật toán Levenberg-Marquardt để huấn luyện mô hình Thuật toán sẽ điều chỉnh các tham số của mô hình để giảm độ lỗi dự đoán trên tập dữ liệu huấn luyện
Hình 5.16 Kết quả huấn luyện lần 2
− Kết quả bán kính R2 sau khi mô hình dự đoán:
Hình 5.17 Biểu đồ so sánh R thực tế và dự đoán lần 2
− Sau nhiều lần huấn luyện thì được kết quả như sau: Training 0.85, Validation 0.77, Test 0.74
− Dựa theo biểu đồ có thể thấy kết quả 0 là tại vị trí 5, 9, và 11 Tỉ lệ những trường hợp 0 là 20%, là những kết quả không được chấp nhận
− Có những trường hợp được dự đoán gần đúng với thực tế nhất là tại vị trí 1, 2, 7,
8, 13 và 15 Chiếm khoảng 40% tổng số, có thể thấy ở lần huấn luyện này có kết quả tốt hơn lần huấn luyện thứ nhất
− Nhìn chung có thể thấy các dữ liệu được mô hình dự đoán đa số thấp hơn dữ liệu thực tế với khoảng 80%
− Cài đặt quá trình huấn luyện mô hình:
Chia tập dữ liệu thành ba phần: Training set, Validation set và Testing set theo tỷ lệ 70%, 15%, 15% tương ứng
Xác định kiến trúc mô hình ANN, sử dụng 13 lớp ẩn (hidden layers) cho mô hình
Sử dụng thuật toán Levenberg-Marquardt để huấn luyện mô hình Thuật toán sẽ điều chỉnh các tham số của mô hình để giảm độ lỗi dự đoán trên tập dữ liệu huấn luyện
Hình 5.18 Kết quả huấn luyện lần 3
− Kết quả bán kính R3 sau khi mô hình dự đoán:
Hình 5.19 Biểu đồ so sánh R thực tế và dự đoán lần 3
− Sau nhiều lần huấn luyện thì được kết quả như sau: Training 0.9, Validation 0.57, Test 0.67
− Dựa theo biểu đồ có thể thấy kết quả 0 là ở vị trí số 6 Tỉ lệ những trường hợp
0 là 6.67%, là những kết quả không được chấp nhận
− Có những trường hợp được dự đoán gần đúng với thực tế nhất là tại vị trí 3, 5, 7,
9, 11, 12, 13 và 14 Chiếm khoảng 53.33% tổng số, có thể thấy ở lần huấn luyện này có kết quả tốt hơn 2 lần huấn luyện trước
− Nhìn chung ở lần huấn luyện này thì kết quả được dự đoán rất sát với thực tế
− Cài đặt quá trình huấn luyện mô hình:
Chia tập dữ liệu thành ba phần: Training set, Validation set và Testing set theo tỷ lệ 70%, 15%, 15% tương ứng
Xác định kiến trúc mô hình ANN, sử dụng 13 lớp ẩn (hidden layers) cho mô hình
Sử dụng thuật toán Levenberg-Marquardt để huấn luyện mô hình Thuật toán sẽ điều chỉnh các tham số của mô hình để giảm độ lỗi dự đoán trên tập dữ liệu huấn luyện
Hình 5.20 Kết quả huấn luyện lần 4
− Kết quả bán kính R4 sau khi mô hình dự đoán:
Hình 5.21 Biểu đồ so sánh R thực tế và dự đoán lần 4
− Sau nhiều lần huấn luyện thì được kết quả như sau: Training 0.83, Validation 0.67, Test 0.7
− Dựa theo biểu đồ có thể thấy kết quả 0 là tại vị trí 1,6, 12, và 15 Tỉ lệ những trường hợp 0 là 26.67%, là những kết quả không được chấp nhận
− Có những trường hợp được dự đoán gần đúng với thực tế nhất là tại vị trí 2, 3, 4,
5, 7, 10 và 14 Chiếm khoảng 46.67% tổng số
− Nhìn chung có thể thấy các dữ liệu được mô hình dự đoán đa số thấp hơn dữ liệu thực tế với khoảng 66.67%
− Cài đặt quá trình huấn luyện mô hình:
Chia tập dữ liệu thành ba phần: Training set, Validation set và Testing set theo tỷ lệ 70%, 15%, 15% tương ứng
Xác định kiến trúc mô hình ANN, sử dụng 13 lớp ẩn (hidden layers) cho mô hình
Sử dụng thuật toán Levenberg-Marquardt để huấn luyện mô hình Thuật toán sẽ điều chỉnh các tham số của mô hình để giảm độ lỗi dự đoán trên tập dữ liệu huấn luyện
Hình 5.22 Kết quả huấn luyện lần 5
− Kết quả bán kính R5 sau khi mô hình dự đoán:
Hình 5.23 Biểu đồ so sánh R thực tế và dự đoán lần 5
− Sau nhiều lần huấn luyện thì được kết quả như sau: Training 0.85, Validation 0.77, Test 0.74
− Dựa theo biểu đồ có thể thấy kết quả 0 là tại vị trí 5, 9, và 11 Tỉ lệ những trường hợp 0 là 20%, là những kết quả không được chấp nhận
− Có những trường hợp được dự đoán gần đúng với thực tế nhất là tại vị trí 3, 8, 9,
10, 13 và 14 Chiếm khoảng 40% tổng số
− Nhìn chung có thể thấy các dữ liệu được mô hình dự đoán đa số cao hơn dữ liệu thực tế với khoảng 60%
− Cài đặt quá trình huấn luyện mô hình:
Chia tập dữ liệu thành ba phần: Training set, Validation set và Testing set theo tỷ lệ 70%, 15%, 15% tương ứng
Xác định kiến trúc mô hình ANN, sử dụng 20 lớp ẩn (hidden layers) cho mô hình
Sử dụng thuật toán Levenberg-Marquardt để huấn luyện mô hình Thuật toán sẽ điều chỉnh các tham số của mô hình để giảm độ lỗi dự đoán trên tập dữ liệu huấn luyện
Hình 5.24 Kết quả huấn luyện lần 6
− Kết quả bán kính R6 sau khi mô hình dự đoán:
Hình 5.25 Biểu đồ so sánh R thực tế và dự đoán lần 6
− Sau nhiều lần huấn luyện thì được kết quả như sau: Training 0.95, Validation 0.87, Test 0.80
− Dựa theo biểu đồ có thể thấy kết quả 0 là tại vị trí 1, 3, 5, 9, 12 và 14 Tỉ lệ những trường hợp 0 là 40%, là những kết quả không được chấp nhận
− Có những trường hợp được dự đoán gần đúng với thực tế nhất là tại vị trí 4, 7,
10, và 13 Chiếm khoảng 26.67% tổng số
− Nhìn chung có thể thấy các dữ liệu được mô hình dự đoán đa số thấp hơn dữ liệu thực tế với khoảng 73.33%
Hình 5.26 Đánh giá sự khác biệt giữa giá trị dự đoán của mô hình và thực tế
− Qua nhiều lần huấn luyện, nhóm quyết định lấy 6 kết quả huấn luyện được xem là tốt nhất để tiến hành dự đoán 15 dữ liệu thí nghiệm nhằm phân tích tỉ lệ dự đoán chính xác của từng lần huấn luyện
− Trong 6 lần huấn luyện thì có thể thấy lần huấn luyện 6 là ra được kết quả tốt nhất với Training 0.95, Validation 0.87, Test 0.80 Tuy nhiên đây lại là lần huấn huyện ra kết quả dự đoán đúng với thực tế thấp nhất chỉ có 26.66%
− Lần huấn luyện thứ 1 cũng ra kết quả rất đẹp với Training 0.97, Validation 0.54, Test 0.79 Tuy nhiên đây cũng là lần cho ra kết quả dự đoán thấp với 26.66% như lần huấn luyện 6
− Trong cả 6 lần huấn luyện thì cái cho ra kết quả dự đoán gần đúng với thực tế nhất là lần huấn luyện thứ 3 với kết quả huấn luyện chỉ là Training 0.9, Validation 0.57, Test 0.67
− Trong 6 lần huấn luyện đều dùng phân chia dữ liệu như nhau là Training 70%, Validation 15% và Test 15%, chỉ thay đổi số lớp ẩn (hidden layers) cho mỗi lần huấn luyện Có thể thấy ở lần huấn luyện 3 là 13 lớp ẩn, ở lần huấn luyện 6 là 20 lớp ẩn, mặc
79 dù lần huấn luyện 6 cho ra kết quả huấn luyện tốt hơn ở lần huấn luyện 3 rất nhiều nhưng kết quả dự đoán lại sai lệch rất lớn và không chính xác
− Theo biểu đồ, trung bình sai số của lần huấn luyện 3 là thấp nhất với 838.1 mm và trung bình sai số lớn nhất là ở lần 6 với 2144.3 mm
− Dựa theo kết quả dự đoán của lần 3 và lần 6 có sự chênh lệch như vậy nên nhóm đã thực hiện huấn luyện nhiều lần với 13 lớp ẩn và ra được 2 kết quả huấn luyện khá tốt là lần huấn luyện 4 và 5 Tuy nhiên sau rất nhiều lần huấn luyện thì không có cái nào ra được kết quả dự đoán tốt hơn lần huấn luyện 3 với kết quả dự đoán đúng với thực tế có tỉ lệ 53.33% Do đó nhóm em quyết định lấy mô hình lần huấn luyện 3 để áp dụng cho các dự đoán tiếp theo